Учет динамики и ресурсных свойств морской среды в адаптивных моделях морских экосистем

Abstract

Рассмотрены адаптивные модели морских экосистем, в которых стабилизирующие обратные связи обеспечивают приспособление моделируемых процессов к состоянию динамического баланса с внешними влияниями на экосистему. Показано, что в подобных моделях закон сохранения баланса влияний позволяет адаптировать переменные экосистемы к оценкам ресурсных возможностей морской среды. Исследован баланс влияний при численном решении уравнений адаптивных моделей. Предложено использовать подобные модели для локальной адаптации химико-биологических процессов к данным о переносе и диффузии веществ, рассчитываемым по численным моделям динамики моря. Рассмотрен пример локальной адаптации сценариев интегральной модели морской экосистемы к имитированным данным о температуре морской поверхности, концентрациях хлорофилла а, переносе и диффузии в верхнем слое моря.

Розглянуто адаптивні моделі морських екосистем, в яких стабілізуючі зворотні зв'язки забезпечують пристосування модельованих процесів до стану динамічного балансу із зовнішніми впливами на екосистему. Показано, що в подібних моделях закон збереження балансу впливів дозволяє адаптувати змінні екосистеми до оцінок ресурсних можливостей морського середовища. Досліджено баланс впливів при чисельному рішенні рівнянь адаптивних моделей. Запропоновано використовувати подібні моделі для локальної адаптації хіміко-біологічних процесів до даних про перенесення та дифузії речовин, які розраховуються за чисельними моделями динаміки моря. Розглянуто приклад локальної адаптації сценаріїв інтегральної моделі морської екосистеми до імітованих даних про температуру морської поверхні, концентрації хлорофілу a, перенесення та дифузію у верхньому шарі моря.

Adaptive models of marine ecosystems in which stabilizing feedbacks provide adaptation of the modeled processes to the state of dynamic balance with external effects on the ecosystem are considered. It is shown that in such models the law of effects’ balance conservation permits to adapt the ecosystem variables to the estimates of the marine environment resource capacity of the marine environment. The balance of effects is studied in numerical solution of adaptive models’ equations. Such models are proposed to be used for local adaptation of chemical and biological processes to substance transport and diffusion simulated by numerical models of the sea dynamics. The example of local adaptation of the scenarios of the marine ecosystem integral model to the simulated data on sea surface temperature, chlorophyll a concentrations, and transport and diffusion in the sea upper layer is considered.